Voltmetar je elektronički instrument za mjerenje razlike u potencijalu ili napon između dvije točke u električnu ili elektronički sklop. Jedinica razlike potencijala mjeri se u voltima (V).
Osnovni analogni voltmetar sastoji se od osjetljivog galvanometra (brojila struje) u nizu s velikim otporom.
Unutarnji otpor voltmetra trebao bi biti visok; u protivnom crpi značajnu struju i prekida rad kruga prilikom ispitivanja.
Analogni voltmetri prikazuju svoja očitanja analogno (igla koja pokazuje udio napona u krugu), a digitalni voltmetri prikazuju svoje očitanje napona izravno u numeričkom obliku.
Praktični laboratorijski voltmetri imaju maksimalne raspone od 1000 do 3000 V. Sa svoje strane, u većini komercijalnih voltmetara oni imaju različite skale, koje se povećavaju za snage 10; na primjer: 0-1 V, 0-10 V, 0-100 V i 0-1000 V.
Voltmetri koji mjere velike razlike potencijala zahtijevaju puno žica i izolatora.
U području računanja prikladni su standardni laboratorijski voltmetri jer su naponi koji se javljaju umjereni, obično između 1 V i 15 V.
Analogni voltmetri obično se koriste za mjerenje napona od djelića do nekoliko tisuća volti.
Suprotno tome, digitalni voltmetri imaju veću preciznost i koriste se za vrlo mala mjerenja napona u laboratorijima i elektroničkim uređajima.
Povijest
Temeljna načela iza voltmetra uspostavio je danski fizičar Hans Christian Oersted godine 1820., Kada je otkrio da električna struja u žici stvara magnetsko polje oko nje.
Prvi ampermetar, koji je osjetljiv i neotporan voltmetar, fizičar André Ampère koristio je 1820. za mjerenje struje.
Ali gotovo sve vrste voltmetara temelje se na modelima u kojima su indikatori ugrađeni u pokretne zavojnice.
To je razvio francuski fizičar Jacques-Arsene d'Arsonval godine 1882. Od tada se njegova sposobnost kretanja povećala, a neki moderni modeli mogu mjeriti i do 20 000 volti.
Funkcioniranje
Voltmetar je galvanometar koji je modificiran da mjeri potencijalnu razliku između dviju točaka u krugu ili nizu.
Galvanometar je instrument koji je stvorio Jacques-Arsene d'Arsonval, a sastoji se od postavljanja namotanih žica u trajno magnetsko polje koje je zatim pričvršćeno na oprugu i kalibrirani kotačić.
Galvanometar
Galvanometar se također može modificirati tako da postane ampermetar, koji se koristi za mjerenje većih struja.
Ali kad se ovaj instrument koristi za mjerenje napona, galvanometar pretvoren u voltmetar povezuje se paralelno s područjem koje mjeri.
Budući da voltmetar mora biti pričvršćen u paralelni krug, mora biti izgrađen na način koji ima visoki otpor.
U strujnom krugu struja će uvijek slijediti put najmanjeg otpora. Pri mjerenju razlike potencijala u bilo kojem dijelu kruga važno je da promijenite taj dio što je manje moguće prilikom mjerenja.
Načelo voltmetra
Opće načelo voltmetra je da mora biti paralelno povezan s objektom na kojem se mjeri napon.
Paralelna veza koristi se jer je ugrađen voltmetar za visoku vrijednost otpora.
Na ovaj način, ako se taj visoki otpor priključi u seriji, tada će struja struje biti gotovo nula; to znači da je strujni krug otvoren.
Također, u paralelnom krugu se zna da je napon jednak, pa je napon između voltmetra i opterećenja gotovo isti.
Teoretski, za idealni voltmetar, otpor bi trebao biti u beskonačnosti tako da povučena struja bude nula; na taj način nema gubitka snage u instrumentu.
Ali to praktično nije izvedivo, jer ne možete imati materijal s beskonačnim otporom.
Praktične uporabe
Voltmetri vam omogućuju sigurno mjerenje napona ili razlike u električnom potencijalu između dviju točaka u krugu, a istovremeno ne mijenjate napon tog kruga.
Sposobnost mjerenja napona presudna je u dizajnu i rukovanju naprednom tehnologijom, ali ima i drugih primjena.
Na primjer, želite uključiti ventilator, ali kad ga spojite i uključite, ništa se ne događa. Iako se ventilator može oštetiti, zidna utičnica možda neće primati struju.
Voltmetar se može koristiti za mjerenje napona utikača; Ako nije oko 120V, utikač može biti loš.
Druga namjena je utvrditi je li baterija napunjena ili pražnjena. Kad se automobil ne pokrene, naponom akumulatora možete izmjeriti voltmetrom kako biste vidjeli postoji li problem.
Napon se koristi u mnogim primjenama u svakodnevnom životu. Liniji za prijenos napajanja napajaju na različitim razinama visokog napona, od stotina do tisuća volti veće od 120 V uobičajenih zidnih utičnica.
Elektronički uređaji (poput računala) zahtijevaju preciznu kontrolu napona, ali rade na samo nekoliko volti i mogu biti osjetljivi na čak i male varijacije napona.
Postoje različite vrste voltmetra za ove različite primjene.
vrste
Prema principu konstrukcije postoje različite vrste voltmetara. Uglavnom se mogu svrstati u:
- Željezni voltmetar (MI).
- Voltmetar tipa elektro-dinamometra.
- Indukcijski voltmetar.
- Elektrostatički voltmetar.
- Digitalni voltmetar (DVM).
- Stalni magnetni voltmetar (PMMC).
- Ispravljački voltmetar.
Voltmetri za mjerenje visokih i opasnih napona (poput prijenosnih vodova) imaju dodatnu izolaciju između ispitnih točaka i korisnika kako bi se spriječilo da struja ne dođe do struje.
Ostali voltmetri izrađeni su za mjerenje niskih razina napona na malim objektima, poput računalnih čipova, s ogromnom preciznošću.
Voltmetri koji se koriste u tim slučajevima mogu biti vrlo mali i osmišljeni su za uklanjanje ili minimiziranje buke zbog potencijalnih razlika koje prirodno postoje u okolišu ili dolaze iz obližnjih elektroničkih uređaja.
Najčešći voltmetar je ručni uređaj s zaslonom i dva elektronička vodiča. Te su žice povezane u dvije točke u krugu, a razina napona prikazana je na zaslonu.
Reference
- Što je voltmetar? Oporavak sa studija.com
- Definicija: voltmetar. Oporavak od whatis.techtarget.com
- Princip rada voltmetra i vrste voltmetra. Oporavak s električne4u.com
- Voltmetar. Oporavilo od škole.wikia.com
- Voltmetar. Oporavak sa stropapedia.com